JP2005195728A - 静電潜像現像用キャリアの製造方法および静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像剤並びにプロセスカートリッジ - Google Patents
静電潜像現像用キャリアの製造方法および静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像剤並びにプロセスカートリッジ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 本発明は、キャリア付着の起き難く、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好で、地汚れが少なく、高耐久を達成できる静電潜像現像用キャリアの製造方法を提供する。また、この製造方法で製造された静電潜像現像用キャリアおよび現像剤を提供する。さらに、前記現像剤を使用したプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】 静電潜像現像用キャリアの製造方法において、該キャリアは重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍであり、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０〜５重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８〜１００重量％の粒度分布を有し、表面に少なくとも樹脂を含むキャリア被覆層を有し、かつ該キャリア製造中に風力分級処理する工程を少なくとも含むことを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】 静電潜像現像用キャリアの製造方法において、該キャリアは重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍであり、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０〜５重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８〜１００重量％の粒度分布を有し、表面に少なくとも樹脂を含むキャリア被覆層を有し、かつ該キャリア製造中に風力分級処理する工程を少なくとも含むことを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【選択図】 図１
Description
本発明は、静電潜像法、静電記録法に使用される二成分現像剤に用いられる静電潜像現像用キャリアの製造方法、および静電潜像現像用キャリア、それを用いた静電潜像現像剤、および該現像剤を保持するプロセスカートリッジに関する。
電子写真の現像方式には、トナーのみを主成分とする、いわゆる一成分系現像方式と、ガラスビーズ、磁性体キャリアあるいは、それらの表面を樹脂などで被覆したコートキャリアとトナーとを混合して使用する二成分系現像方式がある。
二成分系現像方式は、キャリアを使用することから、トナーに対する摩擦帯電面積が広いため、一成分系方式に比較して、帯電特性が安定しており、長期にわたって高画質を維持するのに有利である。また、現像領域へのトナー供給量能力が高いことから、特に高速機に使用されることが多い。
レーザービームなどで感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を顕像化するデジタル方式の電子写真システムにおいても、前述の特徴を活かした二成分系現像方式が広く採用されている。
近年、解像度アップ、ハイライト再現性、均一性（粒状性）向上、およびカラー化などに対応するため、潜像の最小単位（１ドット）の極小化、高密度化が図られており、特に、これらの潜像（ドット）を、忠実に現像できる現像システムが重要な課題となってきている。そのため、プロセス条件、現像剤（トナー、キャリア）両面から種々の提案がなされている。プロセス面では、現像ギャップの近接化、感光体の薄膜化、また、書き込みビーム径の小径化等が有効であるが、コストが高くなること、また信頼性などの点で依然大きな課題がある。
二成分系現像方式は、キャリアを使用することから、トナーに対する摩擦帯電面積が広いため、一成分系方式に比較して、帯電特性が安定しており、長期にわたって高画質を維持するのに有利である。また、現像領域へのトナー供給量能力が高いことから、特に高速機に使用されることが多い。
レーザービームなどで感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を顕像化するデジタル方式の電子写真システムにおいても、前述の特徴を活かした二成分系現像方式が広く採用されている。
近年、解像度アップ、ハイライト再現性、均一性（粒状性）向上、およびカラー化などに対応するため、潜像の最小単位（１ドット）の極小化、高密度化が図られており、特に、これらの潜像（ドット）を、忠実に現像できる現像システムが重要な課題となってきている。そのため、プロセス条件、現像剤（トナー、キャリア）両面から種々の提案がなされている。プロセス面では、現像ギャップの近接化、感光体の薄膜化、また、書き込みビーム径の小径化等が有効であるが、コストが高くなること、また信頼性などの点で依然大きな課題がある。
一方、現像剤としては、小粒径トナーの使用によりドットの再現性が大幅に改良される。しかし、小粒径トナーを含む現像剤には、地汚れの発生、画像濃度の不足などの解決すべき課題が残っている。また、小粒径のフルカラートナーの場合、十分な色調を得るため、低軟化点の樹脂が使用されるが、黒トナーの場合に比べて、キャリアへのスペント量が多くなり、現像剤が劣化して、トナー飛散および地肌汚れが起こり易くなる。
小粒径キャリアの使用も種々提案されている。
特許文献１には、スピネル構造をもつフェライト粒子からなる、平均粒径が３０μｍ未満の磁性キャリアが提案されている。これは、樹脂コートされていないキャリアであって、低い現像電界のもとで使用するものであり、現像能力に乏しく、また樹脂コートされていないため、寿命が短い。
小粒径キャリアの使用も種々提案されている。
特許文献１には、スピネル構造をもつフェライト粒子からなる、平均粒径が３０μｍ未満の磁性キャリアが提案されている。これは、樹脂コートされていないキャリアであって、低い現像電界のもとで使用するものであり、現像能力に乏しく、また樹脂コートされていないため、寿命が短い。
また、特許文献２には、キャリア粒子を有する電子写真用キャリアにおいて、該キャリアは、５０％平均粒径（Ｄ50）１５〜４５μｍを有し、該キャリアは、２２μｍより小さいキャリア粒子を１〜２０％含有しており、１６μｍより小さいキャリア粒子を３％以下含有しており、６２μｍ以上のキャリア粒子を２〜１５％含有しており、かつ８８μｍ以上のキャリア粒子を２％以下含有しており、該キャリアは、空気透過法によって測定される該キャリアの比表面積Ｓ1と、
下記式
Ｓ2＝（６／ρ・Ｄ50）×１０4 （ρはキャリアの比重）
によって算出される該キャリアの比表面積Ｓ2とが
１．２≦Ｓ1／Ｓ2≦２．０
の条件を満たすことを特徴とする電子写真用キャリアが記載されている。
この小粒径キャリアを使用する場合には、次のような利点が得られる。
（１）単位体積当りの表面積が広いため、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れが発生しにくくなり、また、ドット周辺のトナーのちり、にじみが少なくドット再現性が良好となる。
（２）単位体積当りの表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、充分な画像濃度が得られる。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに特に有効である。
（３）小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像に穂跡が発生しにくいという特徴がある。
下記式
Ｓ2＝（６／ρ・Ｄ50）×１０4 （ρはキャリアの比重）
によって算出される該キャリアの比表面積Ｓ2とが
１．２≦Ｓ1／Ｓ2≦２．０
の条件を満たすことを特徴とする電子写真用キャリアが記載されている。
この小粒径キャリアを使用する場合には、次のような利点が得られる。
（１）単位体積当りの表面積が広いため、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れが発生しにくくなり、また、ドット周辺のトナーのちり、にじみが少なくドット再現性が良好となる。
（２）単位体積当りの表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、充分な画像濃度が得られる。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに特に有効である。
（３）小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像に穂跡が発生しにくいという特徴がある。
しかし、従来の小粒径キャリアは、キャリア付着が発生し易いことが非常に大きな課題であり、感光体の傷や定着ローラー傷の発生原因となっていたので、実用化が難しかった。
特に、３０μｍより小さいキャリアになると、ざらつきが大幅に改良され高画質となる。しかし、平均粒径が３０μｍより小さいキャリアは、キャリア付着が非常に起こり易く、課題が大きかった。
この課題について、本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、以下のことが判明した。
即ち、キャリア付着は次式に示す条件となった時に、キャリア粒子、または切断された磁気ブラシの形態で付着する。
Ｆｍ＜Ｆc （ただし、Ｆｍ：磁気束縛力、 Ｆc：キャリア付着を引き起こす力）
磁気束縛力は 、Ｆｍ＝ｋ×（キャリアの磁気モーメント）×（磁界の傾き）で表わされる。ここで、キャリアの磁気モーメント＝質量×磁化＝[（４／３）π・ｒ3・ρ]×Ｍ （ｒ：キャリアの半径、ρ：キャリアの真比重）である。
前記のように、キャリアの磁気モーメントはｒ3に比例するから、キャリアの小粒径化に伴って、粒径の３乗の割合で急激に小さくなる。
特に、３０μｍより小さいキャリアになると、ざらつきが大幅に改良され高画質となる。しかし、平均粒径が３０μｍより小さいキャリアは、キャリア付着が非常に起こり易く、課題が大きかった。
この課題について、本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、以下のことが判明した。
即ち、キャリア付着は次式に示す条件となった時に、キャリア粒子、または切断された磁気ブラシの形態で付着する。
Ｆｍ＜Ｆc （ただし、Ｆｍ：磁気束縛力、 Ｆc：キャリア付着を引き起こす力）
磁気束縛力は 、Ｆｍ＝ｋ×（キャリアの磁気モーメント）×（磁界の傾き）で表わされる。ここで、キャリアの磁気モーメント＝質量×磁化＝[（４／３）π・ｒ3・ρ]×Ｍ （ｒ：キャリアの半径、ρ：キャリアの真比重）である。
前記のように、キャリアの磁気モーメントはｒ3に比例するから、キャリアの小粒径化に伴って、粒径の３乗の割合で急激に小さくなる。
一方、キャリア付着を引き起こす力Ｆcは、現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、キャリアにかかる遠心力、キャリアの抵抗、および現像剤帯電量に関係している。従って、キャリア付着を防止するためＦｃを小さくするように、各パラメーターを設定することが有効であるが、現像能力、地汚れ、およびトナー飛散などに密接に関係するため大幅には変えることは難しいのが現状である。
従って、キャリア付着防止の為には、Ｆｍの小さな粒子の存在を減らすことが有効であり、キャリア磁性体芯材に風力分級処理を行うこと、またはキャリア磁性体芯材にコーティング処理を行った後に風力分級処理を行うこと、あるいは、キャリア磁性体芯材を風力分級処理を行いながらコーティング処理を行うことで、キャリア中に含まれる微粉含有量を少なくするという課題を解決できることを見出した。またさらに、磁化Ｍを大きくすること等によってより一層の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
特開昭５８−１４４８３９号公報
特許第３０２９１８０号公報
従って、キャリア付着防止の為には、Ｆｍの小さな粒子の存在を減らすことが有効であり、キャリア磁性体芯材に風力分級処理を行うこと、またはキャリア磁性体芯材にコーティング処理を行った後に風力分級処理を行うこと、あるいは、キャリア磁性体芯材を風力分級処理を行いながらコーティング処理を行うことで、キャリア中に含まれる微粉含有量を少なくするという課題を解決できることを見出した。またさらに、磁化Ｍを大きくすること等によってより一層の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
従って、本発明の主たる目的は、キャリア付着の起き難く、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好で、地汚れが少なく、および高耐久を達成できる静電潜像現像用キャリアの製造方法を提供することである。また、この製造方法で製造された静電潜像現像用キャリアおよび現像剤を提供することである。さらに、前記現像剤を使用したプロセスカートリッジを提供することである。
本発明によれば下記の構成をもって、上記の目的が達成される。
（１）静電潜像現像用キャリアの製造方法において、該キャリアは重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍであり、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０〜５重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８〜１００重量％の粒度分布を有し、表面に少なくとも樹脂を含むキャリア被覆層を有し、かつ製造中に風力分級処理する工程を少なくとも含むことを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（２）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体を有し、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（３）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（４）前記（１）〜（３）において、該キャリアの磁性体芯材を風力分級処理した後、該磁性体芯材をコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（５）前記（１）〜（３）において、該キャリア磁性体芯材をコーティング処理した後、風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（６）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で、流動室内にコーティング液を噴霧することで、粉粒体を風力分級処理しながらコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（１）静電潜像現像用キャリアの製造方法において、該キャリアは重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍであり、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０〜５重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８〜１００重量％の粒度分布を有し、表面に少なくとも樹脂を含むキャリア被覆層を有し、かつ製造中に風力分級処理する工程を少なくとも含むことを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（２）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体を有し、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（３）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（４）前記（１）〜（３）において、該キャリアの磁性体芯材を風力分級処理した後、該磁性体芯材をコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（５）前記（１）〜（３）において、該キャリア磁性体芯材をコーティング処理した後、風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（６）前記（１）において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で、流動室内にコーティング液を噴霧することで、粉粒体を風力分級処理しながらコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
（７）前記（１）〜（６）に示された静電潜像現像用キャリアの製造方法で製造されたことを特徴とする、静電潜像現像用キャリア。
（８）該キャリア中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０〜３重量％であることを特徴とする、前記（７）に記載の静電潜像現像用キャリア。
（９）１０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする前記（７）または（８）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１０）キャリア芯材がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１１）キャリア芯材がＭｎフェライトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１２）キャリア芯材がマグネタイトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１３）嵩密度が２．１〜２．５ｇ／ｃｍ3である芯材を使用することを特徴とする前記（７）〜（１２）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１４）キャリア電気抵抗率Ｒ（Ωｃｍ）のＬogＲが１１〜１６であることを特徴とする前記（７）〜（１３）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１５）該キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする前記（７）〜（１４）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（８）該キャリア中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０〜３重量％であることを特徴とする、前記（７）に記載の静電潜像現像用キャリア。
（９）１０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする前記（７）または（８）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１０）キャリア芯材がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１１）キャリア芯材がＭｎフェライトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１２）キャリア芯材がマグネタイトである前記（７）〜（９）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１３）嵩密度が２．１〜２．５ｇ／ｃｍ3である芯材を使用することを特徴とする前記（７）〜（１２）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１４）キャリア電気抵抗率Ｒ（Ωｃｍ）のＬogＲが１１〜１６であることを特徴とする前記（７）〜（１３）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１５）該キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする前記（７）〜（１４）のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
（１６）トナーとキャリアからなる静電潜像用現像剤において、該キャリアとして、前記（７）〜（１５）のいずれかに記載のキャリアを用いることを特徴とする静電潜像用現像剤。
（１７）感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、該感光体の表面に形成される静電潜像を静電潜像現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとの内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該現像剤として前記（１６）に記載の静電潜像現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
（１７）感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、該感光体の表面に形成される静電潜像を静電潜像現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとの内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該現像剤として前記（１６）に記載の静電潜像現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明によれば、高画像濃度でハイライトの均一性が良好で、地汚れが少なく、かつ、キャリア付着が起こりにくいキャリアの製造方法、およびキャリア、現像剤を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正して他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正して他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は本発明のキャリア製造方法中の風力分級処理を行うための製造装置の一例である。すなわち、この装置は、粉粒体流動層２を形成する筒体１と、筒体１内にその下方から乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、筒体１上部の排気管９を備えている。
前記乾燥空気供給手段はブロア−７と、その吸引側に設けられた調湿装置６と、ブロアー７の吐出し側に設けられたエアー加熱装置１１と、エアー供給管８を備えている。
また、筒体１内に、粉粒体を旋回、転動するための回転ディスク５を設けてもよい。
図１の製造装置による処理工程においては、筒体１内にキャリア粒子を供給し、ブロアー７により乾燥空気を筒体１下方からエアー供給管８を介して筒体１内に供給し、粉粒体流動層２を形成させる。この際、乾燥空気によって舞い上がって流動層を形成しているキャリア粒子に含まれる微粉が上昇気流に乗り、排気エアーとともに排気管９から筒体１外部に排出されキャリア流体の風力分級処理が行われる。
前記乾燥空気供給手段はブロア−７と、その吸引側に設けられた調湿装置６と、ブロアー７の吐出し側に設けられたエアー加熱装置１１と、エアー供給管８を備えている。
また、筒体１内に、粉粒体を旋回、転動するための回転ディスク５を設けてもよい。
図１の製造装置による処理工程においては、筒体１内にキャリア粒子を供給し、ブロアー７により乾燥空気を筒体１下方からエアー供給管８を介して筒体１内に供給し、粉粒体流動層２を形成させる。この際、乾燥空気によって舞い上がって流動層を形成しているキャリア粒子に含まれる微粉が上昇気流に乗り、排気エアーとともに排気管９から筒体１外部に排出されキャリア流体の風力分級処理が行われる。
また、図２は本発明のキャリア製造方法中の風力分級処理を行うための他の製造装置例である。すなわち、この装置は、粉粒体流動層２を形成する筒体１と、筒体１内にその下方から乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、筒体１内にキャリアコーティング液を供給、噴霧する液ポンプ３およびスプレーノズル４と、筒体１内の粉粒体を旋回、転動するための回転ディスク５と、筒体１上部の排気管９を備えている。
図２の製造装置による処理工程においては、筒体１内にキャリア粒子を供給し、ブロアー７により乾燥空気を筒体１下方からエアー供給管８を介して筒体１内に供給し、粉粒体流動層２を形成させる。そして、この粉粒体流動層２内に位置するスプレーノズル４からキャリアコーティング液を噴霧することによりキャリア粒体への噴霧コーティングを行う。この際、乾燥空気によって舞い上がって流動層を形成しているキャリア粒子に含まれる微粉が上昇気流に乗り、排気エアーとともに排気管９から筒体１外部に排出されキャリア粒体の風力分級処理が行われる。
図２の製造装置による処理工程においては、筒体１内にキャリア粒子を供給し、ブロアー７により乾燥空気を筒体１下方からエアー供給管８を介して筒体１内に供給し、粉粒体流動層２を形成させる。そして、この粉粒体流動層２内に位置するスプレーノズル４からキャリアコーティング液を噴霧することによりキャリア粒体への噴霧コーティングを行う。この際、乾燥空気によって舞い上がって流動層を形成しているキャリア粒子に含まれる微粉が上昇気流に乗り、排気エアーとともに排気管９から筒体１外部に排出されキャリア粒体の風力分級処理が行われる。
本発明の静電潜像現像剤用キャリア（以下、単にキャリアともいう）は、磁性を有する芯材粒子とその表面を被覆する樹脂を含む層とからなる。
本発明のキャリアにおいて、その重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μmであり、好ましくは２３μｍ〜３０μｍの範囲である。重量平均粒径Ｄｗが前記範囲よりも大きいと、キャリア付着がより起こりにくくなるが、潜像に対してトナーが忠実に現像されなくなって、ドット径のバラツキが大きくなり粒状性が低下する。また、トナー濃度を高くした場合、地汚れし易くなる。なお、前記キャリア付着は、静電潜像の画像部又は地肌部にキャリアが付着する現象を示す。それぞれの電界が強いほどキャリア付着し易い。画像部は、トナー現像されることにより電界が弱められるため、地肌部に比べ、キャリア付着は起こりにくい。キャリア付着は、感光体ドラムや定着ローラーの傷の原因となる等の不都合を生じるので好ましくない。
２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が５重量％以下、より好ましくは３重量％以下である。２０μｍより小さい粒子が５重量％より多くなると、粒径分布が広がって来て、磁気ブラシの至るところに磁気モーメントの小さな粒子が存在するようになり。キャリア付着が急激に悪くなる。
また、２０μｍより小さい粒径を有するキャリア粒子の含有割合は０．５重量％以上が好ましい。０．５重量％以上だと、コストをかけずに所望の値を得ることが可能となる。
本発明のキャリアにおいて、その重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μmであり、好ましくは２３μｍ〜３０μｍの範囲である。重量平均粒径Ｄｗが前記範囲よりも大きいと、キャリア付着がより起こりにくくなるが、潜像に対してトナーが忠実に現像されなくなって、ドット径のバラツキが大きくなり粒状性が低下する。また、トナー濃度を高くした場合、地汚れし易くなる。なお、前記キャリア付着は、静電潜像の画像部又は地肌部にキャリアが付着する現象を示す。それぞれの電界が強いほどキャリア付着し易い。画像部は、トナー現像されることにより電界が弱められるため、地肌部に比べ、キャリア付着は起こりにくい。キャリア付着は、感光体ドラムや定着ローラーの傷の原因となる等の不都合を生じるので好ましくない。
２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が５重量％以下、より好ましくは３重量％以下である。２０μｍより小さい粒子が５重量％より多くなると、粒径分布が広がって来て、磁気ブラシの至るところに磁気モーメントの小さな粒子が存在するようになり。キャリア付着が急激に悪くなる。
また、２０μｍより小さい粒径を有するキャリア粒子の含有割合は０．５重量％以上が好ましい。０．５重量％以上だと、コストをかけずに所望の値を得ることが可能となる。
更に、重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍの芯材粒子における粒径分布に対して、３６μｍより小さい粒子が９０重量％以上、より好ましくは、９２重量％以上、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８重量％以上となるシャープな粒径分布の磁性体の表面を樹脂で被覆することにより、各粒子の磁気モーメントの広がりを押さえた静電潜像現像剤用キャリアが得られ、キャリア付着を大幅に改善出来た。
本明細書においてキャリア、キャリア芯材及びトナーに関して言う重量平均粒径Ｄｗは、個数基準で測定された粒子の粒径分布（個数頻度と粒径との関係）に基づいて算出されたものである。
この場合の重量平均粒径Ｄｗは次式で表される。
Ｄｗ＝｛１／Σ（ｎＤ3）｝×｛Σ（ｎＤ4）｝
上式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。
なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本発明の場合には、２μｍの長さを採用した。
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
本明細書において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計（モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００：Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いた。
この場合の重量平均粒径Ｄｗは次式で表される。
Ｄｗ＝｛１／Σ（ｎＤ3）｝×｛Σ（ｎＤ4）｝
上式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。
なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本発明の場合には、２μｍの長さを採用した。
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
本明細書において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計（モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００：Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いた。
本発明のキャリアは、磁性材料の粉砕物粒子を分級することによって、あるいはフェライト、マグネタイト等の芯材の場合には、焼成前の一次造粒品を作った段階で分級し、更に焼成、分級して芯材を得ることもできる。また、芯材の表面に樹脂被膜を形成した後、この樹脂被覆粒子を分級することによっても製造することができる。
本発明者らは、キャリアの磁気束縛力Ｆｍに関係する磁化Ｍについて、大きさを替えたサンプルを試作して検討し、１０００エルステッド（Ｏｅ）の磁場を印加したときの磁気モーメントが、５０ｅｍｕ／ｇ以上、より好ましくは７０ｅｍｕ／ｇ以上とすることにより、キャリア付着が改良されることを見出した。その上限値は特に制約されないが、通常、１５０ｅｍｕ／ｇ程度である。
キャリア芯材粒子の磁気モーメントが前記範囲よりも小さくなると、キャリア付着が生じやすくなるので好ましくない。
キャリア芯材粒子の磁気モーメントが前記範囲よりも小さくなると、キャリア付着が生じやすくなるので好ましくない。
前記磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。
Ｂ−Ｈトレーサー（ＢＨＵ−６０／理研電子（株）製）を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子１ｇを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし、３０００エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドとする。更に、徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、Ｂ−Ｈカーブを図示し、その図より１０００エルステッドの磁気モーメントを算出する。
Ｂ−Ｈトレーサー（ＢＨＵ−６０／理研電子（株）製）を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子１ｇを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし、３０００エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドとする。更に、徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、Ｂ−Ｈカーブを図示し、その図より１０００エルステッドの磁気モーメントを算出する。
本発明のキャリアで使用する１０００エルステッドの磁場を印加したときに、５０ｅｍｕ／ｇ以上となる芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
フェライトとは、一般に下記式で表わされる焼結体である。
（ＭＯ）ｘ（ＮＯ）ｙ（Ｆｅ2Ｏ3）ｚ
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａなどであり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
本発明において、より好ましく用いられる１０００エルステッドの磁場を印加したときの磁気モーメントが７０ｅｍｕ／ｇ以上の芯材粒子としては、例えば、鉄系、マグネタイト系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
フェライトとは、一般に下記式で表わされる焼結体である。
（ＭＯ）ｘ（ＮＯ）ｙ（Ｆｅ2Ｏ3）ｚ
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａなどであり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
本発明において、より好ましく用いられる１０００エルステッドの磁場を印加したときの磁気モーメントが７０ｅｍｕ／ｇ以上の芯材粒子としては、例えば、鉄系、マグネタイト系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
キャリアの嵩密度は２．１ｇ／ｃｍ3以上、より好ましくは２．３５ｇ／ｃｍ3 以上であると、キャリア付着防止に有利である。嵩密度が小さい芯材は、多孔性、または表面の凹凸が大きい。
嵩密度が小さいと、１ＫＯｅの磁気モーメント（ｅｍｕ／ｇ）が大きくても、１粒子当たりの実質的な磁気モーメントの値が小さくなるため、キャリア付着に対して不利である。
また、凹凸が大きいと場所によりコート樹脂の厚みが違ってきて、帯電量、および抵抗の不均一性を生じ易く、経時での耐久性、キャリア付着などに影響を与える。
嵩密度を大きくするには、焼成温度を高くすることなどにより可能であるが、芯材同士が融着し易くなり、解砕し難くなるため２．６ｇ／ｃｍ3未満が好ましく、２．５ｇ／ｃｍ3未満であることがさらに好ましい。
嵩密度が小さいと、１ＫＯｅの磁気モーメント（ｅｍｕ／ｇ）が大きくても、１粒子当たりの実質的な磁気モーメントの値が小さくなるため、キャリア付着に対して不利である。
また、凹凸が大きいと場所によりコート樹脂の厚みが違ってきて、帯電量、および抵抗の不均一性を生じ易く、経時での耐久性、キャリア付着などに影響を与える。
嵩密度を大きくするには、焼成温度を高くすることなどにより可能であるが、芯材同士が融着し易くなり、解砕し難くなるため２．６ｇ／ｃｍ3未満が好ましく、２．５ｇ／ｃｍ3未満であることがさらに好ましい。
本発明のキャリアにおいて、その抵抗率Ｒ（Ω・ｃｍ）のＬogＲは、好ましくは、１１〜１６、より好ましくは１２〜１５．５である。
キャリアの抵抗率ＲのＬogＲが１１よりも低いと、現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の最近接距離）が狭くなった場合、キャリアに電荷が誘導されてキャリア付着が発生し易くなる。感光体の線速度、および、現像スリーブの線速度が大きい場合、悪化の傾向が見られる。また、ＡＣバイアスを印加する場合は顕著である。通常、カラートナー現像用キャリアは充分なトナー付着量を得るため、低抵抗のものが使用されることが一般的である。上記の抵抗範囲のキャリアは、適正なトナー帯電量のもとで使用することにより、充分な画像濃度が得られることが分かった。
また、ＬｏｇＲが１６より大きいとトナーと反対極性の電荷が溜まりやすくなり、キャリアが帯電してキャリア付着が起き易くなる。
キャリアの抵抗率ＲのＬogＲが１１よりも低いと、現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の最近接距離）が狭くなった場合、キャリアに電荷が誘導されてキャリア付着が発生し易くなる。感光体の線速度、および、現像スリーブの線速度が大きい場合、悪化の傾向が見られる。また、ＡＣバイアスを印加する場合は顕著である。通常、カラートナー現像用キャリアは充分なトナー付着量を得るため、低抵抗のものが使用されることが一般的である。上記の抵抗範囲のキャリアは、適正なトナー帯電量のもとで使用することにより、充分な画像濃度が得られることが分かった。
また、ＬｏｇＲが１６より大きいとトナーと反対極性の電荷が溜まりやすくなり、キャリアが帯電してキャリア付着が起き易くなる。
上記キャリア抵抗率は、次の方法により、測定することができる。
図３に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２×４ｃｍの電極（２２ａ）、（２２ｂ）を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル（２１）にキャリア（２３）を充填し、両極間に１００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ ＯＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率Ｒ（Ω・ｃｍ）を算出する。
上記キャリアの抵抗率の調整は、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、被覆層厚の制御によって可能である。また、キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ2又は種々の元素をドープしたＳｎＯ2、ＴｉＢ2、ＺｎＢ2、ＭｏＢ2等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。
これらの導電性微粉末は、以下の方法、即ち、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるいは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することができる。
図３に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２×４ｃｍの電極（２２ａ）、（２２ｂ）を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル（２１）にキャリア（２３）を充填し、両極間に１００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ ＯＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率Ｒ（Ω・ｃｍ）を算出する。
上記キャリアの抵抗率の調整は、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、被覆層厚の制御によって可能である。また、キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ2又は種々の元素をドープしたＳｎＯ2、ＴｉＢ2、ＺｎＢ2、ＭｏＢ2等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。
これらの導電性微粉末は、以下の方法、即ち、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるいは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することができる。
キャリア被覆層に使用される樹脂としては、従来公知の各種のものを用いることができるが、次式で表わされる繰り返し単位を含むシリコーン樹脂が好ましく用いられる。
上記式中、Ｒ1は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、炭素数１〜４の低級アルキル基、またはアリール基（フェニル基、トリル基など）を示し、Ｒ2は炭素数１〜４のアルキレン基、またはアリーレン基（フェニレン基など）を示す。
上記式のアリール基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリール基には、ベンゼン由来のアリール基（フェニル基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリール基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリール基等が包含される。
該アリール基には、各種の置換基が結合していてもよい。
上式のアリーレン基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリーレン基には、ベンゼン由来のアリーレン基（フェニレン基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基等が包含される。
該アリーレン基には、各種の置換基が結合していてもよい。
上記式のアリール基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリール基には、ベンゼン由来のアリール基（フェニル基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリール基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリール基等が包含される。
該アリール基には、各種の置換基が結合していてもよい。
上式のアリーレン基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリーレン基には、ベンゼン由来のアリーレン基（フェニレン基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基等が包含される。
該アリーレン基には、各種の置換基が結合していてもよい。
本発明では、前記シリコーン樹脂としてストレートシリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
本発明では、前記シリコーン樹脂として変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーンなどが挙げられる。
上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
本発明では、前記シリコーン樹脂として変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーンなどが挙げられる。
上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
更に、本発明では、以下に示すものを単独または上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、フッ素系樹脂など。
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、フッ素系樹脂など。
キャリア芯材粒子表面に被覆層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。
特に、流動層型コーティング装置を用いる方法は、均一な被覆層を形成するのに有効である。
キャリア芯材粒子表面上に被覆層の厚みは、通常０．０２〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．８μｍである。被覆層の厚みはきわめて小さいことから、芯材粒子表面上に被覆層を形成したキャリアとキャリア芯材粒子の粒径は実質的に同じである。
特に、流動層型コーティング装置を用いる方法は、均一な被覆層を形成するのに有効である。
キャリア芯材粒子表面上に被覆層の厚みは、通常０．０２〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．８μｍである。被覆層の厚みはきわめて小さいことから、芯材粒子表面上に被覆層を形成したキャリアとキャリア芯材粒子の粒径は実質的に同じである。
前述のシリコーン樹脂からなる被覆層にアミノシランカップリング剤を含有させることにより、耐久性の良好な（１）〜（９）のいずれかに記載のキャリアを得ることができる。
本発明で用いるアミノシランカップリング剤としては以下のようなものが挙げられる。含有量は、０．００１〜３０重量％が好ましい。
H2N(CH2)3Si(OCH3)3 MW 179.3
H2N(CH2)3Si(OC2H5)3 MW 221.4
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)2（OC2H5) MW 161.3
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5)2 MW 191.3
H2NCH2CH2NHCH2Si(OCH3)3 MW 194.3
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2 MW 206.4
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3 MW 224.4
(CH3)2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5)2 MW 219.4
(C4H9)2NC3H6Si（OCH3)3 MW 291.6
本発明で用いるアミノシランカップリング剤としては以下のようなものが挙げられる。含有量は、０．００１〜３０重量％が好ましい。
H2N(CH2)3Si(OCH3)3 MW 179.3
H2N(CH2)3Si(OC2H5)3 MW 221.4
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)2（OC2H5) MW 161.3
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5)2 MW 191.3
H2NCH2CH2NHCH2Si(OCH3)3 MW 194.3
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2 MW 206.4
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3 MW 224.4
(CH3)2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5)2 MW 219.4
(C4H9)2NC3H6Si（OCH3)3 MW 291.6
本発明の現像剤は、前記キャリアとトナーとからなる。
本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。
本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。
トナーのバインダー樹脂としては以下のものを、単独あるいは混合して使用できる。
スチレン系バインダー樹脂として、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；アクリル系バインダーとして、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートが挙げられ、その他、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
スチレン系バインダー樹脂として、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；アクリル系バインダーとして、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートが挙げられ、その他、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
また、ポリエステル樹脂は、スチレン系やアクリル系樹脂に比して、トナーの保存時の安定性を確保しつつ、より溶融粘度を低下させることが可能である。このようなポリエステル樹脂は、例えば、アルコールとカルボン酸との重縮合反応によって得ることができる。
アルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールなどのジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーＡなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単位体、その他の２価のアルコール単位体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の高アルコール単量体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸からの二量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これらの酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールＡとエポクロルヒドリンとの重縮合物等があり、例えば、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業（株）製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１２、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７、（以上、東都化成（株）製）エポコ−ト１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学社製）等の市販のものが挙げられる。
本発明に使用される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。
また、トナーに磁性体を含有させて磁性トナーとすることも可能である。磁性体としては、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｂａフェライトなどの微粉末が使用できる。
また、トナーに磁性体を含有させて磁性トナーとすることも可能である。磁性体としては、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｂａフェライトなどの微粉末が使用できる。
トナーの摩擦帯電性を充分に制御する目的で、いわゆる帯電制御剤、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフトエ塩、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、有機染料などを含有させることができる。
さらにまた、本発明で用いるトナーには必要に応じて離型剤を添加してもよい。
離型材料としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
さらにまた、本発明で用いるトナーには必要に応じて離型剤を添加してもよい。
離型材料としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
トナーには、添加剤を添加することができる。良好な画像を得るためには、トナーに十分な流動性を付与することが肝要である。これには、一般に流動性向上材として疎水化された金属酸化物の微粒子や、滑剤などの微粒子を外添することが有効であり、金属酸化物、有機樹脂微粒子、金属石鹸などを添加剤として用いることが可能である。これら添加物の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤や、酸化セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤；例えば表面を疎水化したＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の無機酸化物などの流動性付与剤；ケーキング防止剤として知られるもの、および、それらの表面処理物などが挙げられる。トナーの流動性を向上させるためには、特に、疎水性シリカが好ましく用いられる。
本発明で用いるトナーにおいて、その重量平均粒径Ｄｔは９．０〜３．０μｍ、好ましくは７．５〜３．５μｍである。キャリアに対するトナーの割合は、キャリア１００重量部当り、トナー２〜２５重量部、好ましくは３〜２０重量部の割合である。
なお、トナー粒径はコールターカウンター（コールターカウンター社製）を用いて測定した。
なお、感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、前記感光体の表面に形成される静電潜像を前記のキャリア、および現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジとして電子写真システムに採用することが出来た。
なお、トナー粒径はコールターカウンター（コールターカウンター社製）を用いて測定した。
なお、感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、前記感光体の表面に形成される静電潜像を前記のキャリア、および現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジとして電子写真システムに採用することが出来た。
図４は、本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。図４において、３１は画像形成ユニットであり、３２は感光体（像担持体）であり、３３は現像装置であり、３４は帯電装置であり、３５はクリーニング装置である。
本発明のプロセスカートリッジには、上述したキャリアを用いた静電潜像現像剤を用いることができる。これによって少ないキャリアで、かつ小さい力による混合・攪拌でトナーの帯電立ち上がりを早くすることができ、プロセスカートリッジを軽くすることができる。また、その分多くのトナーを収納することができ、プロセスカートリッジの交換までの時間を長くすることができる。静電潜像現像剤にかける負担を少なくすることができ、キャリア被覆層の摩耗を少なくしてキャリアを長寿命にしてプロセスカートリッジの寿命を長くすることができる。また、環境変動によってトナー帯電量の変動の少ない静電潜像現像剤によって、地肌汚れのない高品位の画像を得ることができる。また、トナーの機内への飛散を抑えることができる。また、このプロセスカートリッジを用いた装置では、プロセスカートリッジの寿命が長いので、画像形成装置のプロセスカートリッジ交換サイクルを伸ばして、交換の手間を軽減することができる。また、これらのプロセスカートリッジを複数個用いた装置では、上記利点がさらに強調され、操作性、メンテナンス性を大幅に向上させることができる。
本発明のプロセスカートリッジには、上述したキャリアを用いた静電潜像現像剤を用いることができる。これによって少ないキャリアで、かつ小さい力による混合・攪拌でトナーの帯電立ち上がりを早くすることができ、プロセスカートリッジを軽くすることができる。また、その分多くのトナーを収納することができ、プロセスカートリッジの交換までの時間を長くすることができる。静電潜像現像剤にかける負担を少なくすることができ、キャリア被覆層の摩耗を少なくしてキャリアを長寿命にしてプロセスカートリッジの寿命を長くすることができる。また、環境変動によってトナー帯電量の変動の少ない静電潜像現像剤によって、地肌汚れのない高品位の画像を得ることができる。また、トナーの機内への飛散を抑えることができる。また、このプロセスカートリッジを用いた装置では、プロセスカートリッジの寿命が長いので、画像形成装置のプロセスカートリッジ交換サイクルを伸ばして、交換の手間を軽減することができる。また、これらのプロセスカートリッジを複数個用いた装置では、上記利点がさらに強調され、操作性、メンテナンス性を大幅に向上させることができる。
(実施例)
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明する。ただし、「部」は重量部を表わす。
キャリアの製造例
（キャリア製造例１）
キャリア芯材粒子（１）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント ５７ｅｍｕ／ｇ）を図１の装置で風力分級処理した。次に、このキャリア芯材粒子を浸漬コーティング装置に入れ、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）と混合攪拌して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＡを得た。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明する。ただし、「部」は重量部を表わす。
キャリアの製造例
（キャリア製造例１）
キャリア芯材粒子（１）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント ５７ｅｍｕ／ｇ）を図１の装置で風力分級処理した。次に、このキャリア芯材粒子を浸漬コーティング装置に入れ、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）と混合攪拌して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＡを得た。
（キャリア製造例２）
キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させた。次に、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＢを得た。
（キャリア製造例３）
キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させた。次に、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。次に、このキャリアを図１の装置で風力分級処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＣを得た。
キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させた。次に、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＢを得た。
（キャリア製造例３）
キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させた。次に、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。次に、このキャリアを図１の装置で風力分級処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＣを得た。
（キャリア製造例４）
キャリア芯材粒子（１）を浸漬コーティング装置に入れ、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）と混合攪拌して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＤを得た。
（キャリア製造例５）
キャリア芯材粒子（２）（ＭｎＭｇＳｒフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント７３ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＥを得た。
（キャリア製造例６）
キャリア芯材粒子（３）（Ｍｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント８０ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＦを得た。
（キャリア製造例７）
キャリア芯材粒子（４）（マグネタイト、１ＫＯｅの磁気モーメント８１ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＧを得た。
キャリア芯材粒子（１）を浸漬コーティング装置に入れ、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１ 東レダウコーニングシリコーン社製）のトルエン希釈液（固形分５重量％）と混合攪拌して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＤを得た。
（キャリア製造例５）
キャリア芯材粒子（２）（ＭｎＭｇＳｒフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント７３ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＥを得た。
（キャリア製造例６）
キャリア芯材粒子（３）（Ｍｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント８０ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＦを得た。
（キャリア製造例７）
キャリア芯材粒子（４）（マグネタイト、１ＫＯｅの磁気モーメント８１ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＧを得た。
（キャリア製造例８）
キャリア芯材粒子（５）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント５８ｅｍｕ／ｇ、かさ比重２．４３ｇ／ｃｍ3）を使用する以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＨを得た。
（キャリア製造例９）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１）中に、樹脂固形分に対して７重量％のカーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ１６００、ライオンアクゾ社製）を添加、分散した液をトルエン希釈して固形分５重量％の分散液を得た。次に、キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させ、該分散液をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＩを得た。
キャリア芯材粒子（５）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント５８ｅｍｕ／ｇ、かさ比重２．４３ｇ／ｃｍ3）を使用する以外は製造例２と全く同様にして、キャリアＨを得た。
（キャリア製造例９）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１）中に、樹脂固形分に対して７重量％のカーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ１６００、ライオンアクゾ社製）を添加、分散した液をトルエン希釈して固形分５重量％の分散液を得た。次に、キャリア芯材粒子（１）を図２の装置に投入し、回転ディスクを回転させながらブローエアによってキャリア芯材流動層を形成させ、該分散液をスプレーノズルから噴霧して、芯材表面を被覆処理した。得られた処理品を、さらに２３０℃で２時間加熱して、キャリアＩを得た。
キャリア製造例を表１にまとめる。
トナーの製造例
ポリエステル樹脂 １００部
キナクリドン系マゼンタ顔料 ３．５部
含フッ素４級アンモニウム塩 ４部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、２軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、ついでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均粒径６．８μｍ、真比重１．２０ｇ／ｃｍ3のトナー母粒子を得た。
更に、このトナー母粒子１００部に対して、疎水性シリカ微粒子（Ｒ９７２：日本アエロジル社製）０．８部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して、トナーを得た。
ポリエステル樹脂 １００部
キナクリドン系マゼンタ顔料 ３．５部
含フッ素４級アンモニウム塩 ４部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、２軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、ついでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均粒径６．８μｍ、真比重１．２０ｇ／ｃｍ3のトナー母粒子を得た。
更に、このトナー母粒子１００部に対して、疎水性シリカ微粒子（Ｒ９７２：日本アエロジル社製）０．８部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して、トナーを得た。
（現像剤の作成及び評価）
以上のキャリア製造例で得たキャリアＡ〜Ｉとトナー製造例で得たトナーを用いて現像剤を作成し、画像形成を行ない、その画像品質確認を行なった。なお、画像はイマジオカラー４０００（リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機）で作成した。
以下の画像形成の実施例において採用した試験方法は次のとおりである。
（１）画像濃度：上記現像条件における、３０ｍｍ×３０ｍｍのベタ部の中心をＸ−Ｒｉｔｅ９３８分光測色濃度計で、５個所測定し平均値を出す。
（２）粒状度：下記の式で定義された粒状度（明度範囲：５０〜８０）を測定し、その数値を下記のようにランクに置き換えて評価した。
粒状度＝ｅｘｐ（ａＬ_ｂ）∫（ＷＳ（ｆ））１／２ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ
Ｌ：平均明度
ｆ：空間周波数（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）
ＷＳ（ｆ）：明度変動のパワースペクトラム
ＶＴＦ（ｆ）：視覚の空間周波数特性
ａ，ｂ：係数
ランク
◎（大変良好）：０以上０．１未満
○（良好） ：０．１以上０．２未満
△（使用可能）：０．２以上０．３未満
×（使用不可）：０．３以上
以上のキャリア製造例で得たキャリアＡ〜Ｉとトナー製造例で得たトナーを用いて現像剤を作成し、画像形成を行ない、その画像品質確認を行なった。なお、画像はイマジオカラー４０００（リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機）で作成した。
以下の画像形成の実施例において採用した試験方法は次のとおりである。
（１）画像濃度：上記現像条件における、３０ｍｍ×３０ｍｍのベタ部の中心をＸ−Ｒｉｔｅ９３８分光測色濃度計で、５個所測定し平均値を出す。
（２）粒状度：下記の式で定義された粒状度（明度範囲：５０〜８０）を測定し、その数値を下記のようにランクに置き換えて評価した。
粒状度＝ｅｘｐ（ａＬ_ｂ）∫（ＷＳ（ｆ））１／２ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ
Ｌ：平均明度
ｆ：空間周波数（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）
ＷＳ（ｆ）：明度変動のパワースペクトラム
ＶＴＦ（ｆ）：視覚の空間周波数特性
ａ，ｂ：係数
ランク
◎（大変良好）：０以上０．１未満
○（良好） ：０．１以上０．２未満
△（使用可能）：０．２以上０．３未満
×（使用不可）：０．３以上
（３）地汚れ：画像上の地肌部の汚れを目視で評価した。表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
（４）キャリア付着：キャリア付着が発生すると、感光体ドラムや定着ローラーの傷の原因となり、画像品質の低下を招く。キャリア付着しても一部のキャリアしか紙に転写してこないため、感光体ドラム上から粘着テープで転写して評価した。
副走査方向に２ドットライン（１００ｌｐｉ／ｉｎｃｈ）の画像パターンを作成し、直流バイアス４００Ｖを印加して現像し、２ドットラインのライン間に付着したキャリアの個数（面積１００ｃｍ2）粘着テープで転写し、その個数を目視で観察して評価を行った。
表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
（４）キャリア付着：キャリア付着が発生すると、感光体ドラムや定着ローラーの傷の原因となり、画像品質の低下を招く。キャリア付着しても一部のキャリアしか紙に転写してこないため、感光体ドラム上から粘着テープで転写して評価した。
副走査方向に２ドットライン（１００ｌｐｉ／ｉｎｃｈ）の画像パターンを作成し、直流バイアス４００Ｖを印加して現像し、２ドットラインのライン間に付着したキャリアの個数（面積１００ｃｍ2）粘着テープで転写し、その個数を目視で観察して評価を行った。
表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
（実施例１）
キャリアＡ（１００部）に対して、トナー（１３．１部）を加えて、ボールミルで２０分攪拌して、１１．６重量％の現像剤を作成した。キャリアに対するトナーの被覆率は５０％であった。
次に、前記現像条件のリコー製イマジオカラー４０００を使用し、前述の測定評価方法により、画像品質の確認を行なった。
キャリアＡ（１００部）に対して、トナー（１３．１部）を加えて、ボールミルで２０分攪拌して、１１．６重量％の現像剤を作成した。キャリアに対するトナーの被覆率は５０％であった。
次に、前記現像条件のリコー製イマジオカラー４０００を使用し、前述の測定評価方法により、画像品質の確認を行なった。
（実施例２〜８、及び比較例１）
トナーとキャリアの組み合わせを表２に示すように変更して、被覆率５０％の現像剤を作成した以外は、実施例１と全く同様にして評価を行なった。評価結果を表２にまとめる。
トナーとキャリアの組み合わせを表２に示すように変更して、被覆率５０％の現像剤を作成した以外は、実施例１と全く同様にして評価を行なった。評価結果を表２にまとめる。
１．筒体
２．粉粒体流動層
３．液ポンプ
４．スプレーノズル
５．回転ディスク
６．調湿装置
７．ブロアー
８．エアー供給管
９．排気管
１０．駆動モーター
１１．エアー加熱装置
２１． セル
２２ａ． 電極
２２ｂ． 電極
２３． キャリア
３１． 画像形成ユニット
３２． 感光体（像担持体）
３３． 現像装置
３４． 帯電装置
３５． クリーニング装置
２．粉粒体流動層
３．液ポンプ
４．スプレーノズル
５．回転ディスク
６．調湿装置
７．ブロアー
８．エアー供給管
９．排気管
１０．駆動モーター
１１．エアー加熱装置
２１． セル
２２ａ． 電極
２２ｂ． 電極
２３． キャリア
３１． 画像形成ユニット
３２． 感光体（像担持体）
３３． 現像装置
３４． 帯電装置
３５． クリーニング装置
Claims (17)
- 静電潜像現像用キャリアの製造方法において、該キャリアは重量平均粒径Ｄｗが２２〜３０μｍであり、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０〜５重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％、４４μｍより小さい粒子の含有量が９８〜１００重量％の粒度分布を有し、表面に少なくとも樹脂を含むキャリア被覆層を有し、かつ該キャリア製造中に風力分級処理する工程を少なくとも含むことを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
- 請求項１において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体を有し、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
- 請求項１において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で粉粒体を風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
- 請求項１〜３において、該キャリアの磁性体芯材を風力分級処理した後、該磁性体芯材をコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
- 請求項１〜３において、該キャリア磁性体芯材をコーティング処理した後、風力分級処理することを特徴とする、静電潜像現像用キャリアの製造方法。
- 請求項１において、粉粒体が供給される流動室を有する筒体と、流動室の底部に回転自在に設けられた回転体を有し、粉粒体を回転体の回転により転動させると共に、流動室内に供給される気体により流動させた状態で、流動室内にコーティング液を噴霧することで、粉粒体を風力分級処理しながらコーティング処理することを特徴とする、静電潜像現用キャリアの製造方法。
- 請求項１〜６に示された静電潜像現像用キャリアの製造方法で製造されたことを特徴とする、静電潜像現像用キャリア。
- 該キャリア中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０〜３重量％であることを特徴とする、請求項７に記載の静電潜像現像用キャリア。
- １０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- キャリア芯材がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトである請求項７〜９のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- キャリア芯材がＭｎフェライトである請求項７〜９のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- キャリア芯材がマグネタイトである請求項７〜９のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- 嵩密度が２．１〜２．５ｇ／ｃｍ3である芯材を使用することを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- キャリア電気抵抗率Ｒ（Ωｃｍ）のＬogＲが１１〜１６であることを特徴とする請求項７〜１３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- 該キャリアの表面が少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする請求項７〜１４のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
- トナーとキャリアからなる静電潜像用現像剤において、該キャリアとして、請求項７〜１５のいずれかに記載のキャリアを用いることを特徴とする静電潜像用現像剤。
- 感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、該感光体の表面に形成される静電潜像を静電潜像現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとの内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該現像剤として請求項１６に記載の静電潜像現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052283A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、及び画像形成装置 |
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| US7939234B2 (en) | 2006-10-03 | 2011-05-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Carrier for electrostatic image development, and image formation method and apparatus |
-
2004
- 2004-01-05 JP JP2004000167A patent/JP2005195728A/ja active Pending
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